结构试验-第四章-土木工程结构静载试验

1、2021/3/111 2021/3/112 2021/3/113 2021/3/114 2021/3/115 依据辅助性试验和设计图纸，计算出各个荷载阶段的计算出各个荷载阶段的 荷载值和特征部位的对应的内力、变形值荷载值和特征部位的对应的内力、变形值，做为试验 时控制与比较。避免试验盲目性 2021/3/116 结构试验目的 结构试验设计试件设计 加载设计 观测设计 误差控制措施 安全控制措施 结构试验准备 试件制作与安装 人员组织分工 仪器检查与标定 辅助性试验 结构试验实施 加载、观测 数据采集 结果分析 数据的处理 结构性能与承载力分析 破坏机理的分析 结论 试件形状、尺寸 试件数量 设

2、计构造措施 确定实验荷载图式 确定加载装置 确定加载制度 确定观测项目 确定测点数目和位置 选择测试仪器 2021/3/117 2021/3/118 2021/3/119 2021/3/1110 2021/3/1111 2021/3/1112 试验荷载在试件上的布置形式称为“加载图式加载图式”。 如条件限制无法实现时，可采用“等效加载图式” P91 等效加载图式注意事项： 1)控制截面上主要内力与计算内力相等； 2)主要内力图形与计算内力图形相似； 3)等效加载图式所引起的变形应加以适当修正； 4)控制截面上的内力等效，次要截面上的内力应接近 2021/3/1113 P89 2021/3/11

3、14 2021/3/1115 承载能力极限状态承载能力极限状态 正常使用极限状态正常使用极限状态 承载能力极限状态：承载能力极限状态： 结构或构件达到最大承载能力， 或达到不适于继续承载的变形的极限状态。 正常使用极限状态：正常使用极限状态：结构或构件达到正常使用或耐久性 能中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态 2021/3/1116 2021/3/1117 dGKQK QGQ sKK QGQ 1.2 G 1.4 Q GK-永久荷载标准值永久荷载标准值 QK-可变荷载标准值可变荷载标准值 2021/3/1118 若采用集中荷载，依据上述公式计算的Qd或QS，应 进一步转化为集中力 见P94

4、. 2021/3/1119 000 (,.) C ucS SR ffa 混凝土抗压强度混凝土抗压强度钢筋抗拉强度钢筋抗拉强度几何尺寸参数几何尺寸参数 2021/3/1120 控制截面上的正常使用极限状态短期效应计算值： 000 00 (,.) C C uCS S uu SR ffa S 各系数涵义见各系数涵义见P95 2021/3/1121 2021/3/1122 Q t预载标准荷载破坏试验 钢筋混凝土结构构件的一种典型的静载试验加载程序 2021/3/1123 2021/3/1124 2021/3/1125 P97 图4-13 2021/3/1126 2021/3/1127 2021/3/1

5、128 （）结构整体工作状况，最大挠度、整体变形等 （）结构局部工作状况，应变、裂缝等 钢筋混凝土梁跨中弯矩-挠度曲线低碳钢应力-应变曲线 结构的任何部位的异常变形或局部破坏都会结构的任何部位的异常变形或局部破坏都会 在整体变形中得到反映在整体变形中得到反映。 2021/3/1129 整体变形测量的测点布置整体变形测量的测点布置 一般是指“最大挠度”、“挠度变形曲线” 基本原则基本原则 最大挠度最大挠度：中轴线或中轴线两侧对称位置上布置测点 挠度曲线挠度曲线：至少沿轴向方向布置个测点 挠度的修正挠度的修正：要扣除支座沉降的影响 常见挠度测点布置，如P101，图4-19所示 2021/3/113

6、0 支座沉降的修正 2 qm ab aa P100 2021/3/1131 局部应变测量点的布置局部应变测量点的布置 （1）各种受力截面上的测点布置P102 图4-20 （2）截面受压区高度测定 （3）混凝土开裂应变的测定 2021/3/1132 2021/3/1133 梁腹板圆孔周边的应变测点布置梁腹板圆孔周边的应变测点布置 2021/3/1134 2021/3/1135 偏压柱体试验测点布置偏压柱体试验测点布置 2021/3/1136 双肢柱试验 2021/3/1137 2021/3/1138 2021/3/1139 q 2021/3/1140 2021/3/1141 12345 3#应变

7、片 P 2#应变片 P 2021/3/1142 2021/3/1143 2021/3/1144 2021/3/1145 c gqs aaa 00 消除支座沉降后的 跨中挠度实测值 00 , b b Gc gb b g c g a F F aa M M a或 修正系数 2021/3/1146 0 g a 0 g a g M b M 开裂 2021/3/1147 AEN 截面内的平均应变 见课本P102，图4-20 2021/3/1148 图解法 x x I yM A N 1 2021/3/1149 P114，例，例4-4 2021/3/1150 “A picture is worth a tho

8、usand words” -Fred R. Barnard 2021/3/1151 线图（Profile）、等值线图（Contour）、形态图 选择适当的坐标系、坐标参数和坐标比例，有时对于反映 数据规律是相当重要的 直角坐标系只能反映两个变量间的关系。 有时会遇到变量 不止两个的情况，这时可采用“无量纲变量无量纲变量”作为坐标来表 达 2021/3/1152 为了验证钢筋混凝土矩形单筋梁的截面承载力公 式,需要进行大量的试验研究 无量纲变化（Normalization） 2021/3/1153 P117 2021/3/1154 Average drag coefficient for cro

9、ss-flow over a smooth circular cylinder and a sphere. 2021/3/1155 The effect of surface roughness on the drag coefficient of a sphere. 2021/3/1156 钢筋混凝土梁跨中弯矩-挠度曲线 (1)荷载-变形、荷载-应变、荷载-应力曲线等 荷载变形曲线特征 2021/3/1157 裂缝及其破坏特征图 (a) 适筋梁；(b)超筋梁；(c)少筋梁 2021/3/1158 碳纤维布对裂缝形态的影响 2021/3/1159 2021/3/1160 鉴定性试验鉴定性试验：

10、应按相关设计规范的要求对结构进行评定，看 其是否满足规范的要求 科研性试验科研性试验：应对理论分析结果进行评定，看其与试验结果 的符合程度 通过结构试验，对结构的承载能力、变形、抗裂性 能、裂缝宽度等进行评定，给出评定结论 为检验构件的某项性能，应依据试验结果，依照规范的要求，为检验构件的某项性能，应依据试验结果，依照规范的要求， 对其进行性能评定对其进行性能评定 2021/3/1161 结构性能检验与评定的对象多数为预制构件，多数 为专门工厂生产，也有部分是现场制作。 2021/3/1162 我国产品质量法规定，必须产品抽样检验，抽样检验，合格方 可出厂。 检验的依据： 混凝土结构工程施工质

11、量验收规范GB50204-2002 预制混凝土构件质量检验评定标准GBJ 321-90 2021/3/1163 结构性能检验的方法： （1）以结构设计规范设计规范规定的允许值作检验依据 （2）以结构实际的设计值实际的设计值为依据进行检验 2021/3/1164 检验的内容：检验的内容： 2021/3/1165 承载力检验： 检验结构是否满足承载力极限状态，应进 行破坏性试验，以判定极限状态标志时的承载力试验荷载值 （1 1）按混凝土设计规范的允许值进行检验：）按混凝土设计规范的允许值进行检验： 0 0 0 0 uu uu SS 或 0 0 0 0 uu uu SS 或 构件承载力检验系数试测

12、值，即承载力荷载实测值 与设计值之比 构件重要性系数构件的承载力检验系数 的允许值，与构件受力 状态有关， P120 2021/3/1166 承载力检验： （2 2）按构件实配钢筋的承载力进行检验）按构件实配钢筋的承载力进行检验 0 0uu 0 0uu SS 0 0 (,.) css R ffA S 其中 依据实际参数确定的依据实际参数确定的 构件承载力计算值构件承载力计算值 承载力修正系数承载力修正系数 2021/3/1167 承载力检验： （3 3）承载力极限标志）承载力极限标志 结构极限承载力的实测值是根据各类结构达到各自 承载力检验标志承载力检验标志时所对应的荷载而确定的。结构的承载

13、力极限标志，主要取决于其受力状态和自身特性。 2021/3/1168 承载力检验： （3 3）承载力极限标志）承载力极限标志 混凝土构件达到下列破坏标志之一时，即认为达到承 载力极限状态： ） 轴心受拉、偏心受拉、受弯、大偏心受压构件 受拉主筋应力达到屈服强度受拉主筋应力达到屈服强度、受拉应变达到 0.01 受拉主筋拉断； 受拉主筋处最大垂直裂缝宽度达到受拉主筋处最大垂直裂缝宽度达到1.5mm1.5mm； 挠度达到跨度的挠度达到跨度的 1/501/50，悬臂构件挠度达到 1/25; 受压区混凝土压坏； 锚固破坏或主筋端部混凝土滑移达0.2mm。 2021/3/1169 承载力检验： （3 3）

14、承载力极限标志）承载力极限标志 2) 轴心受压、小偏心受压构件，主要指柱类构件 混凝土受压破坏混凝土受压破坏；（主要标志，P121） 受压主筋应力达到屈服强度。（一般不会发生） 2021/3/1170 承载力检验： （3 3）承载力极限标志）承载力极限标志 3) 受弯构件的剪切破坏 箍筋或斜截面内的纵向受拉主筋应力达到屈服强度； 斜裂缝端部受压区混凝土剪压破坏； 沿斜截面混凝土斜向受压破坏； 沿斜截面撕裂形成斜拉破坏； 箍筋或弯起钢筋与斜裂缝交汇处的斜裂缝宽度达1.5mm； 锚固破坏或主筋端部混凝土滑移达0.2mm。 2021/3/1171 承载力检验： （3 3）承载力极限标志）承载力极限标

15、志 P120 2021/3/1172 承载力检验： （3 3）承载力极限标志）承载力极限标志 2021/3/1173 构件挠度检验构件挠度检验： ss aa 0 ) 1( ) 1( f sf s s f sf s s a QQ Q a a MM M a 其中， 正常使用短期检验荷正常使用短期检验荷 载作用下，构件短期载作用下，构件短期 挠度实测值挠度实测值 正常使用短期检验荷正常使用短期检验荷 载作用下，构件短期载作用下，构件短期 挠度允许值挠度允许值 P122 （1 1）按混凝土结构设计规范规定的挠度允许值进行检验时）按混凝土结构设计规范规定的挠度允许值进行检验时 2021/3/1174 构件挠度检验构件挠度检验： （2 2）按实配钢筋确定的构件挠度值进行检验，或仅作刚度、）按实配钢筋确定的构件挠度值进行检验，或仅作刚度、 抗裂检验的构件抗裂检验